Source : Zureks

Titre de la situation d'apprentissage : Le moteur électrique!
Source : Martin Broz
Durée approximative : Entre 4 et 8 heures
Auteurs : Cette SA est une adaptation des travaux de François Poitevin,
enseignant à la commission scolaire du Val-des-Cerfs et de François Guay-
Fleurent, enseignant à la commission scolaire de la Riveraine.
Adaptation et validation : Guy Mathieu, enseignant à la commission scolaire de
la Vallée-des-Tisserands
Informations générales avant de commencer
Compétences disciplinaires visées :
 Mettre à profit ses connaissances scientifiques et technologiques
 Communiquer à l'aide des langages utilisés en science et technologie
Compétences transversales développées dans cette SAE :
 Se donner des méthodes de travail efficaces
 Exploiter l'information
Démarche d'investigation ou stratégies incluses dans la SAE :
Vous vous initierez à la démarche d'analyse en plus d'employer des stratégies
d'exploration et d'analyse.

Mise en situation
C'est le temps des barbecues et des méchouis! Quoi de mieux qu'une viande
bien tendre cuite sur la broche? Pour avoir une viande cuite à la perfection, il faut
pourtant qu'elle tourne constamment au-dessus de la flamme, mais vous avez
bien d'autres choses à faire que de tourner une broche sur le feu toute une
journée... Ce serait tellement plus facile si elle tournait toute seule! Pourrait-on
utiliser un moteur qui le fasse à votre place?
Source : Dany Brun
Les moteurs électriques rotatifs ont été inventés depuis déjà très longtemps
comme le montre la photo suivante :
Moteur électrique de 1860
Source : Rigolithe
Q1. Reconnaissez-vous certaines pièces dans ce moteur électrique? Si oui,
nommez-les.
Réponse variable selon vos connaissances. Il n'y a plus vraiment de point
commun avec les moteurs actuels.

Q2. Connaissez-vous des éléments qui se retrouvent dans les moteurs
électriques d'aujourd'hui? Réponse variable selon vos connaissances.
Si oui, nommez tous ceux que vous connaissez.
À la fin de cette situation, vous connaitrez toutes les parties importantes (ou
composants importants) ainsi que leur fonction respective.
Tâches à accomplir dans cette situation :
1. Découvrir par l'expérimentation le champ magnétique des aimants;
2. Observer le champ magnétique produit par un fil et un solénoïde;
3. Analyser un moteur électrique.
En effectuant ces expérimentations et cette analyse, vous développerez encore
vos habiletés en laboratoire. Les techniques que vous pratiquerez sont les
suivantes : Montage et démontage — Utilisation sécuritaire du matériel
Tâche 1 : Découvrir par l'expérimentation le champ magnétique
des aimants
Tous les moteurs électriques sont conçus avec au moins un aimant. Qu'est-ce
qu'un aimant peut bien faire dans un moteur électrique? Pour répondre à cette
question, il est important de comprendre ce qu'est un aimant et comment il agit sur
son environnement.
Expérimentation : Le champ magnétique produit par les aimants
But : Étudier le champ magnétique des aimants et les principes d'attraction et de
répulsion liés au magnétisme.
Matériel requis
— 2 aimants droits et 1 en forme de U
— 1 carton blanc (ou une feuille blanche)
— 1 boussole
— 1 clou
— limaille de fer (elle s’oriente en direction du champ magnétique)

Démarche suggérée :
1. Posez un aimant droit sur une table.
2. Recouvrez l'aimant du carton blanc.
3. Saupoudrez la limaille de fer sur le carton. Ne saupoudrez pas la limaille
directement sur l'aimant.
4. Dessinez l'orientation de la limaille de fer dans le rectangle identifié
« Le champ magnétique d'un aimant droit ».
Le champ magnétique d'un aimant droit
Le sens du champ magnétique autour d’un
aimant droit
5. Placez la boussole aux endroits indiqués par des cercles autour de l'aimant et
dessinez l'orientation de l'aiguille dans le rectangle identifié « Le sens du
champ magnétique autour d’un aimant droit ».
6. Soulevez le carton et posez les deux aimants de façon à ce que les deux
pôles nord soient rapprochés. Au besoin, empêchez-les de tourner à l'aide de
ruban adhésif.
7. Reposez le carton sur les aimants et saupoudrez ou disperser la limaille de
fer sur le carton.
8. Dessinez l'orientation de la limaille de fer dans le rectangle identifié
« Répulsion entre deux aimants ».
9. Placez la boussole aux endroits indiqués autour de l'aimant et dessinez
l'orientation de l'aiguille dans le même rectangle.
Répulsion entre deux aimants
N
S
N
S
N
S
N
S

10. Recommencez les étapes 6 à 9 pour les 2 cas suivants :
Attraction entre deux aimants
Aimant en forme de U
Analyse de vos résultats :
En vous basant sur les résultats que vous avez obtenus dans les manipulations
précédentes, répondez aux questions suivantes :
Q3. Que pouvez-vous dire en ce qui concerne l'orientation de l'aiguille de la
boussole?
Elles s'alignent constamment dans la même direction que la limaille de fer. La
pointe de l'aiguille de la boussole s'oriente en direction du pôle sud magnétique
des aimants.
N
S
N
S
N
S